Сонячні панелі покращили свою ефективність на 8% завдяки новій технології.

Завдяки впровадженню новітньої технології інкапсуляції, сонячні панелі демонстрували надійну роботу при температурі -17°C, а також витримували умови занурення у воду.

Фінські дослідники винайшли інноваційний підхід до виготовлення перовскітних сонячних панелей, що дозволило збільшити ефективність перетворення енергії на 8%. Цю інформацію опублікував журнал PV Magazine.

Дослідницька група з Аалто університету та університету Тампере в Фінляндії розробила інноваційний одноетапний метод для інкапсуляції перовскітних сонячних панелей, який забезпечує надійний захист від деградаційних процесів, викликаних киснем і вологістю. Прототип нової технології був протестований у порівнянні з контрольним пристроєм, виготовленим за традиційними методами, що продемонструвало значне підвищення ефективності. Крім того, нові елементи успішно пройшли низку тестів на стабільність.

Фінська команда застосувала одноступеневий підхід для виготовлення перовскітних сонячних елементів, інкапсульованих полідиметилсилоксаном, які забезпечують ефективне управління світлом, запобігаючи відблискам, а також захищають від деградації, викликаної впливом кисню та вологи. Під час тестування в польових умовах елементи не зазнали деградації, витримавши 24 години у спокої при температурі -17°C і середній швидкості вітру до 7 м/с.

Ефективність енергетичного перетворення пристрою зросла з 14,1% до 15,6%. Команда зазначила, що це є відносним поліпшенням на 8% у порівнянні з традиційними пристроями. Дослідники стверджують, що їхня технологія гнучкого інкапсуляції прекрасно підходить як для жорстких, так і для гнучких сонячних елементів, що відкриває нові можливості для різноманітних застосувань.

"У зв'язку з тим, що перовскітні сонячні панелі часто стикаються з проблемами оптичних втрат та нестабільності, наше дослідження виявило, що одночасна інкапсуляція та формування малюнка на передній частині панелей можуть ефективно вирішити ці питання. Цей підхід до інкапсуляції є універсальним, оскільки дозволяє використовувати різні візерунки, що надає значну гнучкість та адаптивність," - зазначила головний автор Сейєде Мар'ям Мусаві.

Дослідницька команда зазначила, що "оптимальна" інкапсуляція PSC повинна адресувати як оптичні втрати, так і питання нестабільності. Крім цього, важливо, щоб використовуваний матеріал не вимагав обробки при високих температурах, ультрафіолетового затвердіння або складних технологічних процесів.

Команда провела тестування стабільності відповідно до протоколу ISOS. В ході дослідження ефективності інкапсулюючого матеріалу у зменшенні деградації, викликаної впливом кисню та вологи, стандартні циклічні випробування світло-темрява показали, що 80% початкових показників продуктивності залишалося у інкапсульованих пристроїв після 360 годин. Додатково, ці пристрої зберігали свою початкову продуктивність навіть після тестів на 90% відносної вологості та занурення у воду.

Компанія обрала матеріал під назвою полідиметилсилоксан (PDMS) для покриття всієї поверхні та сторін перовскітних сонячних елементів. Їх фронтальна поверхня була оброблена з використанням техніки м'якої літографії для зменшення відбиття і збільшення димки. Інкапсуляція була виконана шляхом занурення елементів у суміш PDMS з об'ємним співвідношенням мономера до затверджувача 5:1. Метод м'якої літографії ґрунтувався на дослідженні поверхні репліки листя цибулі-порею, яке продемонструвало багатообіцяючі оптичні та самоочисні властивості.

Фотоелектричні елементи були створені шляхом центрифугування та використання трьохкатіонного змішаного галогенідного перовскіту, відомого як FAMAC, згідно з методиками, які були визначені в попередніх дослідженнях. Після цього їх встановили між спеціально обробленим склом з боку золотого електрода та негативною антивідблисковою формою з іншого боку підкладок, при цьому краї підкладок були покриті 0,5 мл PDMS.

Раніше писали про найнезвичайніші сонячні панелі у світі. Існують гнучкі, прозорі, сферичні та водневі елементи, які дають свої переваги порівняно з традиційною технологією.